CPC-H系列单相调功器(功率控制器)使用说明书(pdf 47页).pdf

目录目录 安全及注意事项安全及注意事项 I 第一章第一章 H 系列单相功率控制器的作用及特点系列单相功率控制器的作用及特点 1 1 1 作用 1 1 2 特点 1 第二章第二章 产品信息产品信息 3 2 1 型号定义 3 2 2 铭牌 3 2 3 产品规格 4 2 4 技术参数 5 2 5 缩略语 6 第三章第三章 安装及配线安装及配线 7 3 1 开箱检查 7 3 2 使用条件 7 3 3 安装 8 3 4 电气配线 8 3 5 基本接线原理图 9 3 6 端子说明 10 第四章第四章 显示及操作说明显示及操作说明 11 4 1 监控界面显示信息说明 12 4 2 按键功能说明 13 4 3 操作举例说明 13 4 4 菜单 14 4 5 控制参数 A 14 4 6 显示参数 B 15 4 7 保护参数 C 15 4 8 高级参数 D 15 第五章第五章 功率控制器功能介绍功率控制器功能介绍 16 5 1 功能介绍 16 5 2 功能参数表 22 5 3 参数说明 22 5 4 举例说明 30 第六章第六章 故障处理及保养维护故障处理及保养维护 33 6 1 故障处理 33 6 2 保养维护 33 第七章第七章 通信说明通信说明 35 7 1 通讯数据读写 35 7 2 协议内容 35 7 3 总线结构 35 7 4 通讯帧结构 36 7 5 MODBUS 通讯协议 36 第八章第八章 售后服务售后服务 38 附表一附表一 39 I 安全及注意事项安全及注意事项 危险 由于没有按要求操作 可能造成设备严重损坏或人员伤亡的场合 注意 由于没有按要求操作可能造成中等程度伤害或轻伤 或造成物质损失的场合 本指示对于正在工作本指示对于正在工作的功率控制器的功率控制器非常重要非常重要 忽略这些指示可能对您忽略这些指示可能对您 造成身体损害甚至导致死亡造成身体损害甚至导致死亡 1 安装 安装 控制器应安装在金属等不可燃物上 否则有发生火灾的危险 不要安装在含有爆炸性气体的环境里 否则有引发火灾的危险 不要把易燃 易爆物品放在控制器附近 否则有引发爆炸的危险 不要将螺钉 垫片等金属物掉进控制器内部 否则有引发爆炸和发生火灾的危 险 控制器应安装在无导电尘埃 无破坏绝缘性能的气体或蒸汽的环境里 安装在无剧烈震动和冲击的地方 竖直安放 以利通风 控制器有损坏或接线脱落时 请不要安装运行 否则有发生火灾 受伤的危险 2 配线 配线 必须由具有专业资格的人员进行配线作业 否则有触电的危险 确认输入电源处于完全断开的情况下 才能进行配线作业 否则有触电的危险 必须将控制器的保护接地端子可靠接地 否则有触电的危险 不要将螺钉 垫片及金属物掉进控制器内部 否则有引发爆炸和发生火灾的危 险 控制器主回路端子与导线端子必须牢固连接 否则有损坏财物的危险 严禁将交流电源接入控制板的输入控制端子 否则会损坏控制器 接线电缆端子的裸露部分 一定要用绝缘胶带包扎好 否则有发生火灾 损坏财 物的危险 3 维护 维护 必须由具有专业资格的人员才能更换零件 严禁将线头或金属物遗留在控制器 内 否则有引发和发生火灾的危险 运行前必须进行相关参数和线缆连接的确认 否则有损坏财物的危险 II 前前 言言 感谢您使用西安西驰电气有限责任公司生产的 H 系列单相功率控制器 为了充分发挥功 率控制器的功能 确保操作者的安全 在使用前请详细阅读本 产品说明书 当您在使用 过程中发现疑难问题而本说明书无法提供解答时 请与西安西驰电气有限责任公司或各地代 理 经销商联系 我们将竭诚为您服务 1 第一章 H 系列单相功率控制器的作用及特点 H 系列单相功率控制器是采用电力电子技术 微处理器技术及现代控制理论技术设计的 具有当今国际先进水平的新型调节器设备 具有电压 电流 输出功率 频率 散热器温度 等实时显示功能 欠压 过流等保护功能 内部全数字化隔离技术 风机自控 通讯等功能 集成开环控制 恒流 I I2反馈 恒压 U U2反馈 恒功率 P 反馈 定周期周波控 制 变周期周波控制 恒压 周波模式 恒流 周波模式以及恒功 周波模式等多种控制方式 于一体 使用灵活 广泛应用于加热 灯光调节等场合 1 1 作用作用 通过对电压 电流和功率的精确控制 从而实现对负载的精密调节作用 并且凭借其先 进的数字控制算法 优化了电能使用效率 对节约电能起了重要作用 完善可靠的保护功能 更有效地保护负载及相关设备的安全 1 2 特点特点 先进的微处理器技术先进的微处理器技术 采用高性能的 ARM Cortex M3 32 位内核 内置高速存储器 工作于 40 C 至 105 C 的温度范围 功耗低 抗干扰能力强 友好的人机界面友好的人机界面 H 系列单相功率控制器采用 OLED 液晶屏显示 使参数设定 读取更加便捷 故障及 实时监控更加直观 OLED 的优点的优点 1 不需背光板 主动发光 可视角度范围大 达 170 度左右 不受强光等限制 画质 均匀 2 响应速度快 图像稳定 3 亮度高 色彩丰富 分辨率高 4 驱动电压低 能耗低 可与太阳能电池 集成电路等相匹配 同时具有抗震荡 耐 低温 40 等特性 三三种启停方式种启停方式 内置端子 通讯 以及开机自启三种启停方式 操作简单便捷 2 先进的通讯功能先进的通讯功能 配有 RS485 通讯接口 方便用户网络连接控制 提高系统的自动化水平及可靠性 内 嵌 Modbus 标准协议 方便组态连接 模拟信号控制模拟信号控制 用户可输入 4 20mA 1 5V 或 0 20mA 0 5V 标准信号 需要拨码开关配合 并 具有正逻辑与负逻辑之分 同时具有 4 20mA 或 0 20mA 标准模拟信号输出功能 多种控制方式多种控制方式 集开环控制 恒压模式 U 反馈 U2反馈 恒流模式 I 反馈 I2 反馈 恒功模式 P 反馈 定周期周波模式 变周期周波模式和相控 周波控制模式于一体 强大的抗干扰性强大的抗干扰性 所有外部控制信号均采用隔离技术 适合在特殊的工业环境中使用 电源频率自适应电源频率自适应 电源频率 42 68Hz 自适应功能 方便用户使用 提高了调节精度 完善的保护功能完善的保护功能 全程检测电流及负载参数 具有电源欠压 电源过压 电源保护延时 过流保护 过流 保护延时 晶闸管过热保护 频率保护等保护功能 高精度测量高精度测量 采用 24 位专用 ADC 确保了采样精度 电压 电流检测均为真有效值 保证了对非正 弦波信号的精准测量 可对累计电量进行显示 3 第二章 产品信息 2 1 型号定义型号定义 2 2 铭牌铭牌 在功率控制器的外壳上 贴有标识其型号及规格的铭牌 铭牌内容如图 2 2 所示 图 2 2 铭牌 图 2 1 型号定义 CPC 产品代码 系列代码 H 多功能型 S 标准型 额定电流 电压等级 0 2 220V 0 4 380V 企业代码 电源相数 1 单相 3 三相 附加信息 4 2 3 产品规格产品规格 安装尺寸 单位 mm 型号 电流等级 A B C D E 冷却方式 CPC1H 025 0 2 CPC1H 025 0 4 25A CPC1H 040 0 2 CPC1H 040 0 4 40A 264 104 5 246 50 171 5 自冷 CPC1H 075 0 2 CPC1H 075 0 4 75A CPC1H 100 0 2 CPC1H 100 0 4 100A CPC1H 150 0 2 CPC1H 150 0 4 150A 302 147 274 5 84 187 5 CPC1H 200 0 2 CPC1H 200 0 4 200A CPC1H 250 0 2 CPC1H 250 0 4 250A CPC1H 300 0 2 CPC1H 300 0 4 300A CPC1H 350 0 2 CPC1H 350 0 4 350A 377 149 347 116 256 自冷 风冷 0 40A 结构外形尺寸 5 2 4 技术参数技术参数 主回路电压等级 AC220V AC380V 20 42 68Hz 控制电压等级 100 240AC 50 60Hz 额定电流 0 350A 4 20mA 1 5V 正逻辑 4 20mA 1 5V 负逻辑 模拟输入 0 20mA 0 5V 正逻辑 0 20mA 0 5V 负逻辑 模拟输出 0 20mA 4 20mA 斜坡上升 0 120S 斜坡下降 0 120S 模拟量给定 0 端子 1 1 端子 2 2 端子 1 ADD 端子 2 3 端子 1 IADD 端子 2 4 端子 1 PRO 端子 2 5 端子 1 IPRO 端子 2 给定源选择 数字量给定 6 通讯 控制 控制方式 0 开环控制 1 恒压模式 U 反馈 2 恒压模式 U2反馈 3 恒流模式 I反馈 4 恒流模式 I2反馈 5 恒功模式 P 反馈 6 定周期周波模式 7 变周期周波模式 8 恒压 周波模式 9 恒流 周波模式 10 恒功 周波模式 保护类别 参数范围 备注 过流保护 100 150 Ie 默认为 120 100 关闭此功能 晶闸管过热保护 0 禁止 1 允许 默认为允许 晶闸管温度 75 频率保护 0 禁止 1 允许 默认为允许 小于 42Hz 或大于 68Hz 保护 其他保护 电源欠压 电源过压等 40A 150A 结构外形 150A 350A 结构外形 6 负载类型 阻性 感性 继电器输出 常开 250V 5A 人机界面 OLED 液晶显示 通讯 RS485 通讯接口 Modbus RTU 通讯协议 环境 室内安装 洁净环境 环境温度 10 oC 40 oC 湿度 最大 95 RH 无凝露 海拨高度 1000m 以下 冷却模式 自然冷却 强迫风冷 防护等级 IP21 2 5 缩略语缩略语 SCR 晶闸管 RS485 通讯接口 MODBUS 通讯协议 RTU MODBUS 的一种通讯模式 RH 温度单位 OLED 有机发光二级管 Organic Light Emitting Diode IP00 IP21 环境防护等级 TRMS 真有效值 7 第三章 安装及配线 3 1 开箱检查开箱检查 1 检查产品在运输中是否有损伤 如 外壳凹陷 变形 内部连线 连接件松动等 2 检查是否随机配备产品合格证 保修卡 装箱单 说明书等 3 产品出厂后依据保修卡对产品实行保修 请您在收到货物后 认真填写保修卡并将保修 卡寄回西安西驰电气有限责任公司或供货单位 3 2 使用条件使用条件 1 避免安装于多尘埃 金属粉末 腐蚀性 爆炸性气体等场合 2 环境湿度 90 RH 以下 不结露 3 环境温度 10 45 oo CC 环境温度与功率控制器额定电流关系如图 3 1 所示 4 海拔高度 在海拔高度超过1000米的地区 由于空气稀薄造成功率控制器散热效果变 差 按GB T3859 2 93标准要求有必要降额使用 额定电流与海拔高度的关系如图3 2 所示 图3 1 环境温度与功率控制器额定电 30 35 40 45 50 55 60 70 Ie 80 Ie 90 Ie 100 Ie 110 Ie 1000 2000 3000 4000 5000 50 Ie 60 Ie 70 Ie 80 Ie 90 Ie 100 Ie 图3 2 额定输出电流与海拔高度关 8 3 3 安装安装 1 请勿安装在高温环境和通风不良的场合 否则请低于额定容量的 70 使用 2 控制器须有空气对流通风孔 依照热气由下往上的原理安装通风孔或加装抽气对流风 扇 3 不要安装在多导电尘埃 金属粉末 腐蚀性 爆炸性气体的场所 4 功率控制器使用时 内部会产生热量 安装时请垂直安装且两旁需预留空隙 避免造成 散热不良引起的模块的快速老化和损坏 最小空间见图 3 3 所示 单位 mm 3 4 电气配线电气配线 1 根据功率控制器的额定电流 选择合适的导线或铜排连接主回路输入1L1 连接负 载到2T1 2 选用0 5 1mm 的导线连接功率控制器工作电源 3 将功率控制器的 PE 点 保护地 安全牢固接地 4 使用多芯屏蔽电缆 或绞合线 连接控制端子 电缆屏蔽层的近端 靠功率控制器 的一端 应连接到功率控制器的接地端 控制电缆应充分远离主电路和强电电路 包括电源线 电机线等 并且不能与之并行放置 可采用垂直布线 避免 干扰 图 3 3 最小安装空间示意 9 3 5 基本接线原理图基本接线原理图 图 3 4 单相基本连接图 X2 2 X2 1 X2 4 X1 2 QF1 N 2T1 1L1 A X1 3 模拟信号输入 X1 8 X1 9 Modbus通讯 X1 10 可编程继电器输出 X2 3 X2 10 X2 9 可编程模拟输出 可编程数字输出 X1 1 CT1 运行 故障复位 可编程输入 负载 X2 12 X2 11 220V 50 60Hz X1 7 X1 6 X1 5 X1 4 故障继电器输出 X2 6 X2 5 X2 8 X2 7 AOUT AOUT IO IO K2IN K2OUT K1IN K1OUT 5V AIN2 VSS 485A 485B 485G COM数字地 RUN REST IOIN AIN1 3L24T2 QF2 PE 保护接地 10 3 6 端子说明端子说明 H 系列单相功率控制器有 22 个外引控制端子 为用户实现外部信号控制 远程控制及 系统控制提供方便 具体说明如表 3 5 所示 端端 子子 号号 端端 子子 名名 称称 说说 明明 1L1 主回路输入端子 接交流电源 主 回 路 主 回 路 2T1 主回路输出端子 接负载 X1 1 L X1 2 N 控制电源 AC100 240V 50 60Hz 控制电源 X1 3 PE 接地保护 X1 4 K1 IN 故障继电器输出 X1 5 K1 OUT X1 6 K2IN 可编程继电器输出 X1 7 K2OUT 继电器输出端子 常卡触点 X1 8 485 A X1 9 485 B 485 通讯 X1 10 485 G Modbus 接口 485 G 为屏蔽地 X2 1 RUN 起动 停止信号 只在监控界面起作用 X2 2 RSET 故障复位 X2 3 IOIN 可编程数字输入 数字输入 X2 4 COM 数字信号公共地 X2 5 5VD 模拟输入口给定电源 X2 6 AIN1 模拟输入口 1 X2 7 AIN2 模拟输入口 2 两路模拟输入 X2 8 VSS 模拟输入地 X2 9 AOUT 可编程模拟输出 X2 10 AOUT DC 4 20mA 0 20mA X2 11 IO 控 制 回 路 控 制 回 路 可编程数字输出 X2 12 IO 集电极开路输出 动作为低电平 表 3 5 单相功率控制器端子说明 11 第四章 显示及操作说明 人机界面用于功率控制器参数的设置及对监测量的实时显示 为方便主要参数的监控 OLED 液晶显示屏显示以下参数 设定值 SP 输出值 PV 电 流 I 输入电压 Ui 输出电压 Uo 功率 P 频率 F 散热器温度 T 人机界面由三个部分组成 分别为 OLED 液晶显示屏 LED 指示灯 面膜键盘 如图 4 1 所示 显示量 2 显示量 3 显示量 4 上翻键 确认键 下翻键 电源指示灯 运行指示灯 故障指示灯 菜单编辑 运行键 返回键 停止键 显示量 1 通讯地址 图 4 1 面板功能介绍 12 4 1 监控界面显示信息说明监控界面显示信息说明 按按 键键 作作 用用 电源指示灯 系统控制电源上电后该指示灯亮 运行指示灯 停止状态 故障状态时该灯熄灭 运行状态 为闪烁 故障指示灯 当系统处于保护或故障状态 该指示灯亮 其他状态该灯熄灭 通讯地址 显示机器通讯地址 该地址是指外接端子 X1 8 9 10 上的地址 菜单编辑 进入菜单编辑 可对功率控制器参数进行修改和确认等 显示量 1 显示控制方式 K 表示 开环控制 U 表示 恒压 U 反馈模式 U2 表示 恒压 U2反馈模式 I 表示 恒流 I反馈模式 I2 表示 恒流 I2反馈模式 P 表示 恒功模式 D 表示 定周波模式 B 表示 变周波模式 U 表示 恒压 周波控制 I 表示 恒流 周波控制 P 表示 恒功 周波控制 显示量 2 给定值 均可在运行或者停止状态进行设定 显示量 3 可显示以下值 输出值 PV 输入电压 Ui 输出电压 Uo 输出电流 I 输出功率 P 电源频率 F 显示量 4 运行状态时 循环显示以下量 Ui Uo I P F T 停止状态时 仅显示散热器温度 T 注意注意 确认键功能确认键功能 左键功能左键功能 可以实现显示量可以实现显示量 1 显示量显示量 2 显示量显示量 3 之间的切换之间的切换 功率控制器功率控制器 停止停止 运行状态均可实现运行状态均可实现 在监控界面在监控界面 若若 15 分钟没有操作分钟没有操作 OLED 液晶显示屏自动进入屏保状态液晶显示屏自动进入屏保状态 屏幕关闭屏幕关闭 当进入菜单状态当进入菜单状态 5 分钟无操作时分钟无操作时 将自动返回上级菜单将自动返回上级菜单 直至退回监控直至退回监控界面界面 此时此时 已修已修 改而未做保存的参数将无效改而未做保存的参数将无效 13 4 2 按键功能说明按键功能说明 名称名称 功能说明功能说明 确认键 进入参数 提取数据 修改确认 返回键 不保存退出 出现故障后 复位故障 上翻键 参数项或数据的递增 下翻键 参数项或数据的递减 运行键 只在监控界面起作用 起动功率控制器 停止键 只在监控界面起作用 停止功率控制器 4 3 操作举例说明操作举例说明 例 1 设定斜坡上升时间 进入 菜单 A 控制参数 A04 斜坡上升 在功率控制器停止状态按键操作如下 长按上翻键 当前值设置快速累加 例 0 120 递加 长按下翻键 当前值设置快速递减 例 55 0 递减 单按上翻键 当前值数字 0 9 循环 单按下翻键 进行移位 个位 十位 百位进行移位 说明说明 修改完成后修改完成后 保存时保存时 绿灯绿灯 运行指示灯运行指示灯 闪烁一次闪烁一次 表示修改成功表示修改成功 例 2 通过通讯设定 SP 值 进入 菜单 A 控制参数 A01 给定源选择 6 通讯 保存完成后 返回监控界面 在功率控制器运行状态或停止状态按键操作如下 长按上翻键 SP 值快速递加 长按下翻键 SP 值快速递减 单按上翻键 SP 值以 0 1 增加 单按下翻键 SP 值以 0 1 减小 14 4 4 菜单菜单 主菜单主要包括以下几个子菜单 进入菜单编辑状态 将会看到 A 控制参数 B 显示参数 C 保护参数 D 高级参数 查询 或修改相应的参数项 对应相应的参数菜单 下面列举出控制参数 A 显示参数 B 保护参数 C 高级参数 D 的子菜单 各个子菜单的 功能及选项详见 5 3 节 4 5 控制参数控制参数 A A 控制参数 B 显示参数 C 保护参数 D 高级参数 菜单 A05 斜坡下降 A09 反馈系数 A21 变周波精度 A15 限制器比例 A20 定周波关周数 A 控制参数 B 显示参数 C 保护参数 D 高级参数 菜单 A00 启停选择 A01 给定源选择 A02 零输出锁定 1 A03 零输出锁定 2 A04 斜坡上升 A06 上限幅 S A07 下限幅 X A08 控制方式 A10 比例 A11 积分 A12 微分 A13 电流限制 A14 电压限制 A16 限制器积分 A17 定周波周期 A18 定周波启相角 A19 定周波启周数 A22 相周切换时间 15 4 6 显示参数显示参数 B 4 7 保护参数保护参数 C 4 8 高级参数高级参数 D B01 模拟输入口 2 B03 编程数字输入口 A 控制参数 B 显示参数 C 保护参数 D 高级参数 菜单 B05 编程数字输出口 B09 波特率 B00 模拟输入口 1 B02 模拟输出口 B04 编程模拟输出口 B06 编程继电器选择 B07 显示设定 B08 通讯地址 B10 风机控制 B11 累计电量 C01 电源过压 C03 缺相保护 C07 晶闸管故障保护 C10 恢复出厂 C05 过流保护延时 C08 频率保护 A 控制参数 B 显示参数 C 保护参数 D 高级参数 菜单 C09 菜单密码 C00 电源欠压 C02 电源保护延时 C04 过流保护 C06 晶闸管过热保护 A 控制参数 B 显示参数 C 保护参数 D 高级参数 菜单 D01 额定电流 D03 输出电压校正 D05 主板软件版本 D08 累计使用次数 D09 允许使用次数 D00 额定电压 D02 输入电压校正 D04 电流校正系数 D06 显示软件版本 D07 管理密码 D10 历史故障 D11 高级参数初始化 D12 数据复制 D13 数据写入 16 第五章 功率控制器功能介绍 5 1 功能介绍功能介绍 H系列单相功率控制器 主回路采用晶闸管反并联结构 控制核心采用高性能的ARM芯片 具有开环 恒电压 U反馈 U2反馈 恒电流 I反馈 I2反馈 恒功率 P反馈 定周期 周波模式 变周期周波模式 相控 周波模式等控制方式 下面对移相控制 定周波控制 变周波控制波形分析如下 令周期T 10 定周波启相角为 90度 定周波启周数和关周数均为2 三种控制方式波形比较如下图5 1所示 控制方式控制方式 输出波形输出波形 移移相控制相控制 定周波控制定周波控制 变周波控制变周波控制 10 输出输出 50 输出输出 90 输出输出 图5 1 控制方式基本波形图 控制方式分为上述的移相控制 定周波控制和变周波控制 移相控制 平滑连续移相触发控制 输出稳定 电流不波动 但容易产生谐波 适用负载 定阻性负载 变阻性负载 感性负载 IR灯管等 定周波控制 过零触发控制方式 不产生谐波干扰 但无法限流且电流易波动 适用负载 本产品定周波控制方式因涉及了启周数和关周数的设定 见参数A19和参数 A20 和定周波启相角的设定 见参数A18 使得定周波控制可适用于感 性和阻性负载 注 上图中定周波控制方式中参数项A19 A20启周数和关周数均为2 参数项A18启相 角为90度 即第一个周期启相角90度 第二个周期为45度 第三个周期全部导通 斜 坡下降原理同上 17 变周波控制 与定周波相比 其更有益于功率的平均分配 适用负载 阻性负载 下面具体介绍H系列单相功率控制器的控制方式 5 1 1 开环控制开环控制 控制信号来源于斜坡输出 直接控制晶闸管触发角 斜坡输出100 对应晶闸管触发角 0 全导通 开环控制时 无限制功能 给定与输出电压间为非线性关系 此功能一般应用于控 制器的功能检查或有外部闭环控制的场合 适用于感性 阻性负载 逻辑框图如图5 2所示 5 1 2 恒压控制恒压控制 为了恒定输出电压 对给定值与输出电压反馈值的误差按PID调节规律进行调节 使输出电 压趋于或等于给定值 当电网电压发生波动或负载阻抗发生变化时 在输入电压有充分调节余 量的前提下 输出电压保持恒定 适用于感性 阻性负载 恒压控制特性图如图5 3所示 5 1 2 1 恒压控制恒压控制 U 反馈反馈 逻辑框图如图5 4所示 图 5 2 开环触发控制逻辑框图 输入输入 斜坡输出斜坡输出 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 主回路输出主回路输出 图5 3 恒压输出特性图 020 40 6080100 0utput Current 20 40 60 80 100 0utput Voltage 8 12 16 20 mA Input Signal 18 5 1 2 2 恒压控制恒压控制 U2反馈反馈 逻辑框图如图5 5所示 5 1 3 恒流控制恒流控制 恒流控制时 给定值与负载电流反馈值的误差按PID调节规律进行调节 使负载电流趋于或 等于给定值 当电网电压发生波动或负载阻抗发生变化时 在输入有充分余量的前提下 负载 电流保持恒定 适用于感性 阻性负载 恒流控制特性图如图5 6所示 图 5 4 闭环电压 U 反馈触发控制逻辑框图 斜坡输出斜坡输出 主回路输出主回路输出 PID 调节器调节器 电压电压 U反馈反馈 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 图 5 5 闭环电压 U2反馈触发控制逻辑框图 斜坡输出斜坡输出 主回路输出主回路输出 PID调节器调节器 电压电压 U2反馈反馈 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 020 40 6080100 0utput Current 20 40 60 80 100 0utput Voltage 8121620 mA Input Signal 图5 6 恒电流输出特性图 19 5 1 3 1 恒流控制恒流控制 I 反馈反馈 逻辑框图如图5 7所示 5 1 3 2 恒流控制恒流控制 I2反馈反馈 逻辑框图如图5 8所示 5 1 4 恒功率控制恒功率控制 P 反馈反馈 使功率输出值恒定在功率给定值上的控制方式 当电网电压发生波动或负载阻抗发生变化 时 在控制器输出电压和电流有充分的调节余量时 输出功率保持恒定 适用于感性 阻性负 载 恒功率控制特性图如图5 9所示 斜坡输出斜坡输出 主回路输出主回路输出 PID 调节器调节器 电流电流 I 反馈反馈 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 图 5 7 闭环电流 I反馈触发控制逻辑框图 图 5 8 闭环电流 I2反馈触发控制逻辑框图 斜坡输出斜坡输出 主回路输出主回路输出 PID 调节器调节器 电流电流 I2反馈反馈 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 020 40 6080100 0utput Current 20 40 60 80 100 0utput Voltage 8 8 1212 1616 20 mA 20 mA Input Signal 图5 9 恒功率输出特性图 20 恒功率控制逻辑框图如图5 10所示 5 1 5 恒压限流控制恒压限流控制 恒压限流控制实现了双环控制 限制设置是在恒压 U反馈 U2反馈 状态下对电流进行限 定 则限制控制器输出最大电流不超过所限定的电流值 逻辑框图如图5 11所示 5 1 6 恒流限压控制恒流限压控制 恒流限压控制实现了双环控制 限制设置是在恒流 I反馈 I2反馈 状态下对电压进行限定 则限制控制器输出最大电压不超过所限定的电压值 逻辑框图如图5 12所示 5 1 7 恒功限流恒功限流 限压控制限压控制 恒功限流 限压控制同样实现了双环控制 限制设置是在恒功率 P反馈 状态下对电压 图 5 11 恒压限流控制逻辑框图 斜坡斜坡 输出输出 主回路主回路 输出输出 PID 调节器调节器 电压电压 U U2 反馈反馈 限制调节器限制调节器 晶闸管晶闸管 触发控制触发控制 电流限制电流限制 图 5 12 恒流限压控制逻辑框图 斜坡斜坡 输出输出 主回路主回路 输出输出 PID 调节器调节器 电流电流 I I2 反馈反馈 限制调节器限制调节器 晶闸管晶闸管 触发控制触发控制 电压限制电压限制 图 5 10 闭环功率 P反馈触发控制逻辑框图 主回路输出主回路输出 斜坡输出斜坡输出 PID 调节器调节器 功率功率 P 反馈反馈 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 21 电流进行限定 则限制控制器输出最大电压 电流不超过所限定的电压 电流值逻辑框图如图 5 13所示 5 1 8 定周期定周期 变周期周波控制变周期周波控制 闭环控制能够恒定输出电压 电流 功率 的大小 并且具有修正由扰动而产生偏离希望 值的能力 但其存在着对电网的谐波污染 针对这种情况 特别是在纯阻性负载使用时 可以 采用周波控制消除对电网的谐波污染 本产品中 在对定周期周波控制进行了一定的处理之后 H系列功率控制器中的定周波也适用于感性等负载 变周波控制模式使得功率平均分配 但变周 波控制模式仅适用于纯阻性负载 波形图详见图5 1 其控制逻辑框图如图5 14所示 5 1 9 移相移相 周波控制周波控制 定周波定周波 基于移相控制和周波控制的优缺点 本产品提出了移相 周波控制方式 定周波 该控制 方式既能有效实现限制功能 也可避免谐波污染 以输入值决定晶闸管在设定周波中的开通数 开通初期采用移相控制 可通过 A22 参数修改移相和周波切换时间 适用于感性和阻性负载 逻辑框图如图 5 15 所示 图 5 13 恒功限流 限压控制逻辑框图 斜坡斜坡 输出输出 主回路主回路 输出输出 PID 调节器调节器 功率功率 P 反馈反馈 限制调节器限制调节器 晶闸管晶闸管 触发控制触发控制 电压电压 电流限制电流限制 图 5 15 移相 周波控制方式逻辑框图 主回路主回路 输出输出 输入输入 斜坡输出斜坡输出 移相控制移相控制 相控周波切相控周波切 换时间换时间 手动手动 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 定周期控制定周期控制 图5 14 定周期周波 变周期周波控制逻辑框图 输入输入 斜坡输出斜坡输出 触发控制触发控制 晶闸管晶闸管 主回路输出主回路输出 22 5 2 功能参数表功能参数表 参数属性参数属性 描述键盘对菜单参数操作的属性 R 只读 参数不可修改 R W 读写 参数可修改 注注 所有参数修改所有参数修改 除过高级参数中的输入电压校正除过高级参数中的输入电压校正 输出电压校正之外输出电压校正之外 均须在均须在功率控功率控 制器制器处于停止状态下进行处于停止状态下进行 否则参数修改无效否则参数修改无效 H系列单相功率控制器参数列表详见附表一 5 3 参数说明参数说明 参数菜单 显示菜单 SP 设定值 范围 0 0 100 0 出厂值 属性 R 为系统的给定值 PV 输出值 范围 0 0 100 0 出厂值 属性 R 为系统的输出值 I 电流 范围 出厂值 属性 R 正常运行时 实际检测所得的电流真有效值 Ui 输入电压 范围 出厂值 属性 R 正常运行时 实际检测所得的输入电压真有效值 Uo 输出电压 范围 出厂值 属性 R 正常运行时 实际检测所得的输出电压真有效值 P 输出功率 范围 出厂值 属性 R 正常运行时 实际检测所得的输出功率值 F 电源频率 范围 出厂值 属性 R 正常运行时 实际检测所得的主回路电源频率值 T 散热器温度 范围 出厂值 属性 R 正常运行时 实际检测所得的散热器温度值 单位 0 1 摄氏度 最高位表示正负 0 正温度 1 负温度 参数菜单 A 控制参数 0 端子 1 通讯 A00 启停选择 范围 2 开机自启动 出厂值 1 属性 R W 23 可通过三种方式控制功率控制器的启动 停止 选择0 端子时 只有端子起作用 选择1 通讯时 只有键盘起作用 选择2 开机自启动时 产品上电后自行启动 之后的停止 运行只 能为通讯操作 端子操作无效 0 端子 1 1 端子 2 2 端子 1 ADD 端子 2 3 端子 1 IADD 端子 2 4 端子 1 PRO 端子 2 5 端子 1 IPRO 端子 2 A01 给定源选择 范围 6 通讯 出厂值 1 属性 R W 七种给定源选择方式 端子1 ADD 端子2 表示端子1 端子2 端子1 IADD 端子2 表 示端子1 端子2 端子1 PRO 端子2 表示 100 2 1 端子 端子 端子1 IPRO 端子2 表示 100 2 11 端子 端子 A02 零输出锁定 1 范围 0 10 出厂值 1 属性 R W 通过端子1给定时 当设定值SP无法调至零时 我们默认为达到零输出锁定1的默认值 不 一定为零 时给定值SP已经为零 A03 零输出锁定 2 范围 0 10 出厂值 1 属性 R W 通过端子2给定时 当设定值SP无法调至零时 我们默认为达到零输出锁定2的默认值 不 一定为零 时给定值SP已经为零 A04 斜坡上升 范围 0 120S 出厂值 10 属性 R W 斜坡允许有效时 从0 0 上升至100 0 所需的时间 此功能在调节过程中一直有效 A05 斜坡下降 范围 0 120S 出厂值 10 属性 R W 斜坡允许有效时 从100 0 下降至0 0 所需的时间 此功能在调节过程中一直有效 A06 上限幅 S 范围 0 100 出厂值 100 属性 R W 限制最大输出百分比 上限必须大于下限 A07 下限幅 X 范围 0 100 出厂值 0 属性 R W 限制最小输出百分比 24 0 开环控制 1 恒压模式 U 反馈 2 恒压模式 U2反馈 3 恒流模式 I反馈 4 恒流模式 I2反馈 5 恒功模式 P 反馈 6 定周期周波模式 7 变周期周波模式 8 恒压 周波模式 9 恒流 周波模式 A08 控制方式 范围 10 恒功 周波模式 出厂值 0 属性 R W 十一种控制方式详见5 1节 A09 反馈系数 范围 50 150 出厂值 100 属性 R W 适用于闭环模式下反馈值的校正 A10 比例 范围 0 200 出厂值 20 属性 R W PID控制器的比例增益 比例增益乘以误差得到修正值 增加该参数 则增加系统的阻尼及 加快系统的动态响应速度 对于一定的负载 该参数太大会引起系统的不稳定 最优设定值为 系统开始进入不稳定的最大可能值 A11 积分 范围 0 200 出厂值 2 属性 R W PID控制器的积分增益 积分增益乘以误差得到修正值 该修正值保证系统无误差 增加该 参数则增大系统受扰动后恢复的速度 若参数太大系统趋于振荡而不是快速恢复 A12 微分 范围 0 200 出厂值 0 属性 R W PID控制器的微分增益 微分增益乘以误差得到修正值 具有阻尼效果 最优性能是由PID 三项参数的最佳配合得到的 A13 电流限制 范围 20 100 Ie 出厂值 100 属性 R W 该参数适用于恒压模式或者恒功模式 100 时关闭此功能 即调节过程中电流不会超过限 制值 A14 电压限制 范围 20 100 Ue 出厂值 100 属性 R W 该参数适用于恒流模式或者恒功模式 100 时关闭此功能 即调节过程中电压不会超过限 制值 A15 限制器比例 范围 0 200 出厂值 3 属性 R W 限制模式下的PID比例调节 25 A16 限制器积分 范围 0 200 出厂值 1 属性 R W 限制模式下的PID积分调节 A17 定周波周数 范围 10 5000 出厂值 100 属性 R W 定周波周数的设定 A18 定周波启相角 范围 0 140 出厂值 120 属性 R W 定周波启相角为0度时 会产生较大的励磁涌流 增大此参数 可减小其产生的影响 特别 适用于变压器负载 A19 定周波启周数 范围 0 5 周波数 出厂值 5 属性 R W 定周波启周数表示从启相角导通到完全导通所经过的周波数 为0时关闭此功能 A20 定周波关周数 范围 0 5 周波数 出厂值 5 属性 R W 同上 为0时关闭此功能 A21 变周波精度 范围 50 1000 出厂值 500 属性 R W 当该参数值越大时 精度越高 A22 相周切换时间 范围 0 600 出厂值 0 属性 R W 该参数用于移相 周波控制 设置该参数 实现相控和周波的切换 0时为手动切换 大于0 时为时间切换 单位 分 参数菜单 B 显示设置 0 0 20mA 0 5V 正逻辑 1 0 20mA 0 5V 负逻辑 2 4 20mA 1 5V 正逻辑 B00 模拟输入口 1 范围 3 4 20mA 1 5V 负逻辑 出厂值 0 属性 R W 输入4 20mA 1 5V 或0 20mA 0 5V 标准信号 此功能需要拨码开关配合 当输入电压 信号时 拨码开关拨至OFF处 当输入电流信号时 拨码开关拨至ON处 0 0 20mA 0 5V 正逻辑 1 0 20mA 0 5V 负逻辑 2 4 20mA 1 5V 正逻辑 B01 模拟输入口 2 范围 3 4 20mA 1 5V 负逻辑 出厂值 0 属性 R W 输入4 20mA 1 5V 或0 20mA 0 5V 标准信号 此功能需要拨码开关配合 当输入电压 信号时 将其拨至OFF端 当输入电流信号时 将其拨至ON端 26 0 4 20mA正逻辑 1 4 20mA负逻辑 2 0 20mA 正逻辑 B02 模拟输出口 范围 3 0 20mA 负逻辑 出厂值 0 属性 R W 若需输出电压信号 用户只需并250R电阻即可 0 相控周波切换 B03 数字编程输入 口 范围 1 未定义 出厂值 0 属性 R W 当选择0时 进行手动相控周波切换 A22参数值为0时 即从相控模式切换到周波模式 0 电压 1 电流 2 功率 3 设定值 B04 模拟编程输出 口 范围 4 输出值 出厂值 0 属性 R W 模拟输出可对应电压值 电流值 功率值 设定值 输出值 0 运行 1 故障 B05 数字编程输出 口 范围 2 同步输出 出厂值 0 属性 R W 集电极开路 低电平有效 0 运行输出 1 故障输出 2 模拟输入上限输出 B06 继电器编程选 择 范围 3 模拟输入下限输出 出厂值 0 属性 R W 情况符合时 产生动作 继电器吸合 0 输出值 PV 1 电压显示 2 电流显示 3 功率显示 B07 显示设定 范围 4 频率显示 出厂值 0 属性 R W 针对显示界面 开机时 显示量3 显示内容的默认值 27 B08 通信地址 范围 1 32 出厂值 1 属性 R W 单主机多从机系统 从机地址的设定范围为1 32 网络中的每个从机的地址具有唯一性 这是保证ModBus串行通信的基础 0 1200 bps 1 2400 bps 2 4800 bps 3 9600 bps B09 波特率 范围 4 19200 bps 出厂值 3 属性 R W 通讯接口的通讯速度 默认为9600 bps 0 自动控制 1 常开 B10 风机控制 范围 2 常关 出厂值 0 属性 R W 选择自动控制时 当散热器温度大于45摄氏度时 散热风机启动 反之则停止 B11 累计电量 范围 出厂值 属性 注意 当用户恢复出厂设置时 此值清零 参数菜单 C 保护参数 C00 至至 C12 为保护参数为保护参数 更改需谨慎更改需谨慎 C00 电源欠压 范围 0 100 出厂值 80 属性 R W 电网输入电压低于最低门限电压时 为电源欠压 C01 电源过压 范围 100 150 出厂值 120 属性 R W 电网输入电压高于过压门限值时 为电源过压 C02 电源保护延时 范围 0 60S 出厂值 10 属性 R W 电源保护延时设定范围为0 60S C03 缺相保护 范围 0 禁止 1 允许 出厂值 1 属性 R W 当输入电压有缺相时 进行保护 如无特殊情况 不建议用户修改该参数 C04 过流保护 范围 100 150 Ie 出厂值 120 属性 R W 当电流超过了所设置的过流保护值时进行保护 C05 过流保护延时 范围 0 60S 出厂值 10 属性 R W 过流保护延时设定范围为0 60S 28 C06 晶闸管过热保 护 范围 0 禁止 1 允许 出厂值 1 属性 R W 散热器温度 75 进行保护 C07 晶闸管故障保 护 范围 0 禁止 1 允许 出厂值 1 属性 R W 晶闸管出现异常则保护 C8 频率保护 范围 0 禁止 1 允许 出厂值 1 属性 R W 频率小于42Hz或者大于68Hz时进行保护 C9 菜单密码 范围 0 65535 出厂值 0 属性 R W 密码为0时 不加密 大于0时 为加密 C10 恢复出厂值 范围 0 不初始化 1 初始化 出厂值 属性 W 将控制参数A 显示参数B 保护参数C恢复出厂值 累积电量清零 参数菜单 D 高级参数 D00 至至 D13 为高级参数为高级参数 用户不可修改用户不可修改 只有在正确输入高级密码时才可修改只有在正确输入高级密码时才可修改 D00 额定电压 范围 出厂值 0 属性 D01 额定电流 范围 出厂值 0 属性 D02 输入电压校正 范围 20 180 出厂值 属性 运行状态时对输入电压采集值进行校正 D03 输出电压校正 范围 20 180 出厂值 属性 运行状态时对输出电压采集值进行校正 D04 电流校正系数 范围 20 180 出厂值 属性 运行状态时对回路电流采集值进行校正 D05 主板软件版本 范围 出厂值 1 属性 D06 显示软件版本 范围 出厂值 1 属性 D07 管理密码 范围 0 65535 出厂值 属性 29 修改高级参数时 正确输入管理密码后 才可修改 D08 累计使用次数 范围 0 65535 出厂值 0 属性 D09 允许使用次数 范围 0 65535 出厂值 0 属性 R D10 历史故障 范围 出厂值 0 属性 R 记录最近十次的故障 D11 高级参数初始 化 范围 0 不初始化 1 初始化 出厂值 0 属性 W 将高级参数D恢复出厂值 D12 数据复制 范围 出厂值 属性 R 复制A B C参数 只有正确输入用户密码才能操作 D13 数据粘贴 范围 出厂值 属性 W 将复制的参数写入相应的寄存器 30 5 4 举例说明举例说明 5 4 1 例例 1 恒阻负载恒阻负载 泛指冷热阻抗变化小的负载泛指冷热阻抗变化小的负载 控制策略较简单 可采用变周期周波模式 克服移相模式功率因数低 对电网污染大等缺 点 变周期周波控制方式 负载电流以全正弦波为单位均匀分布 本产品的变周期周波控制方 式专为这种负载设计的 1 控制接线图 2 控制信号类型设置 本例控制信号 模拟输入 将A01设置为 0 端子1 B00设置为 0 0 20mA 0 5V 正逻辑 即端 子1电压给定 起停控制 将A00设置为 0 端子 即端子控制起停 3 参数设置 对于阻性负载 A08 参数项中的 11 种控制方式均适合 本例中使用 A08 中的 7 变周期周波模式 控制方式 变周波波形图见图 5 1 4 操作 拨码开关1拨至 OFF 端 电压输入 修改A21参数 可改变变周波精度 50 1000 图5 16 阻性负载控制接线图 X2 2 X2 1 X2 4 X1 2 QF1 2T1 1L1 X1 3 信号输入 X2 3 X1 1 CT1 运行 故障复位 负载 220VAC X2 6 X2 5 X2 8 5V VSS COM数字地 RUN REST IOIN AIN1 3L24T2 QF2 PE L N 保护接地 380VAC X1 5 X1 4 K1IN K1OUT 故障报警 31 闭合RUN 按键 系统运行 运行过程中通过键盘可查阅给定 控制方式等参数 通过旋转 电位器可改变给定值 故障时 系统停止运行 OLED显示屏显示故障名称 故障指示灯亮 检查故障原因 故障 解除后 可按RESET 进行故障复位 使系统回到停机状态 断开RUN 按键 进入停机状态 等待下一次运行启动 5 4 2 例例 2 变压器负载变压器负载 变压器为感性负载 常见问题如下 a 变压器设计容量不足 造成当电流增加到一定程度时变压器铁芯饱和 导致电流剧增 波形畸变 损坏器件 需要新设计变压器 或加负载最大电流限制功能 b 运行过程瞬间断电后又上电等 造成上电时的磁通极性与剩磁极性 固有剩磁和瞬间 断电正在衰减的磁场 的 撞车 产生危害性冲击电压 电流 所以电感负载尤其是变压器 应采用上电缓启动 逐步顺磁和缓关断逐步衰减磁场 注注 变压器负载不能空载调试变压器负载不能空载调试 运行运行 1 控制接线 图 5 17 变压器负载控制接线图 X1 2 QF1